Beyond establishment: incorporating physiological performance into predictions of invasion risk

자연은 끊임없이 움직이지만, 때로는 자연이 이동하는 속도가 그 자연을 받아들이는 생태계의 속도보다 너무 빠를 때가 있습니다. 한 종이 원래 속하지 않은 새로운 장소에 도착하면, 그곳의 경관을 재편하고 이미 살고 있는 식물과 동물들을 위협할 수 있습니다. 과학자들은 이러한 외래종이 어디에 정착할지, 그리고 얼마나 많은 피해를 입힐지를 예측하기 위해 오랫동안 노력해 왔습니다. 이를 위한 흔한 도구는 현재 종이 서식하는 곳을 살펴보고 기후를 바탕으로 미래에 어디에서 살 수 있을지 추측하는 컴퓨터 모델입니다. 이러한 모델들은 유용하지만, 종종 큰 질문 하나를 해결하지 못한 채 남겨둡니다. 즉, 어떤 종이 특정 장소에서 살아남을 수 있다고 해서, 그것이 반드시 문제를 일으킬 만큼 강하게 성장할 수 있다는 뜻인가 하는 점입니다. 더 명확한 그림을 얻기 위해, 연구자들은 단순히 지도상의 적합성을 추측하는 대신, 침입종의 생물학적 내부를 들여다보며 다양한 온도에서 실제로 얼마나 잘 기능하는지를 측정하기 시작했습니다.

최근 한 연구에서 과학자들은 특정 여행객인 갈색 해조류 Rugulopteryx okamurae에 주목했습니다. 이 해조류는 유럽 해역에서 큰 문제가 되어 빠르게 퍼지며 토착 생물들을 몰아내고 있습니다. 연구진은 이 해조류가 정확히 얼마나 북쪽까지 이동할 수 있는지, 그리고 어디에서 가장 위험해질 것인지를 알고 싶었습니다. 그들은 이 해조류의 북상 이동을 막는 두 가지 가능한 설명에 직면했습니다. 한 가지 아이디어는 이 해조류가 단순히 겨울의 혹독한 추위를 견뎌낼 수 없다는 것이었습니다. 다른 아이디어는 추위에서 살아남을 수는 있지만, 현지 식물들과 경쟁할 만큼 충분히 빠르게 성장하지 못할 것이라는 점이었습니다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 실험실로 이 해조류를 가져와 그 한계를 테스트했습니다. 그들은 해조류가 죽는지 확인하기 위해 저온에 노출시켰고, 또한 계절별로 얼마나 빨리 성장하는지 관찰했습니다. 이러한 성장률을 파악하기 위해, 연구진은 이미 특정 조건에서 성장하는 능력이 야생에서의 존재와 일치한다고 과학자들에게 잘 알려진 토착 해조류인 Dictyota dichotoma와 비교했습니다.

실험 결과, 이 해조류 여정의 북쪽 경계는 얼마나 빨리 성장하느냐가 아니라 겨울을 버텨낼 수 있느냐에 의해 결정된다는 것이 밝혀졌습니다. 내한성 테스트를 통해 이 해조류는 노르웨이 중부만큼 북쪽의 온도에서도 견딜 수 있음이 드러났습니다. 이는 이 해조류가 잠재적으로 영구적인 서식지를 구축할 수 있는 영역이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 넓다는 것을 의미합니다. 하지만 생존은 이야기의 절반에 불과합니다. 연구진이 이 전체 잠재적 범위에 걸쳐 해조류의 성장 속도를 투영했을 때, 다른 패턴을 발견했습니다. 해조류가 북쪽에서도 살아남을 수는 있지만, 그곳의 물은 연중 빠른 성장을 뒷받침할 만큼 따뜻하지 않았습니다. 가장 높은 수준의 성장, 즉 가장 많은 생물량(biomass)과 지역 생태계에 대한 가장 큰 위협으로 이어지는 성장은 남유럽에 집중되어 있었습니다. 이 더 따뜻한 해역에서는 열적 조건이 해조류가 지속적이고 공격적으로 성장할 수 있게 해줍니다.

이 연구는 이 침입종의 범위가 예상보다 더 북쪽으로 확장될 수는 있지만, 가장 심각한 생태적 영향은 아마도 남쪽에 머물 것임을 시사합니다. 연구진은 이 침입종의 생존 한계와 실제 성장 성능을 결합함으로써, 종이 살 수 있는 곳과 번성할 수 있는 곳을 구분해 낼 수 있었습니다. 이러한 접근 방식은 생물학적 침입을 관리하는 데 있어 더 정밀한 방법을 제공합니다. 관리자들은 이제 모든 종이 생존할 수 있는 장소를 동일한 위협으로 취급하는 대신, 침입종이 크게 자라나 상당한 해를 끼칠 가능성이 높은 지역에 노력을 집중할 수 있습니다. 유기체의 물리적 한계를 이해하는 것은 위험에 대한 더 명확한 지도를 제공하며, 위험이란 단순히 어떤 종이 존재할 수 있는 곳뿐만 아니라, 그 종이 진정으로 우점할 수 있는 곳에 관한 것임을 보여줍니다.